KR101549253B1 - 건설장비의 아이들 상태에서 엔진 회전수 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설장비의 좀 더 연비를 개선할 수 있도록 아이들 상태가 소정 시간 지속될 시 현재 아이들 엔진 회전수(RPM: Radius Per Minute)보다 더 저감시키도록 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 현재 아이들 상태로 진입하면 제1 아이들 RPM으로 엔진을 구동시키고, 제1 아이들 RPM으로 엔진 구동 중 소정 시간 동안 프론트 및 조향 작업 또는 페달 조작이 없으면 제1 아이들 RPM을 제2 아이들 RPM으로 낮추어 엔진을 구동시키도록 한다. 이때, 제2 아이들 RPM은 제1 아이들 RPM보다 낮은 RPM이다.

이렇게 함으로써 아이들 상태에서 RPM구동을 위한 연료 소비가 줄어들어 연비를 개선시킬 수 있는 이점이 있다.

건설장비, 휠로더, 아이들 RPM, 연비

Description

건설장비의 아이들 상태에서 엔진 회전수 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING RADIUS PER MINUTE ON IDLE STATE OF CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 건설장비의 엔진 회전수(RPM: Radius Per Minute; 이하, RPM으로 기재하도록 한다.) 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 건설장비가 아이들 상태에서의 RPM을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건설장비는 시동을 킨 후 작업을 시작하면 작업 RPM(약2000~2500RPM)으로 엔진이 구동되고, 작업이 완료되면 즉, 작업이 완료된 시점으로부터 소정 시간이 지난 후에 계속하여 작업이 없다면, 오토 아이들 RPM(약 1200RPM)으로 떨어뜨린다.

만약, 오토 아이들 RPM으로 엔진이 구동된 후 소정 시간이 지나는 동안 별도의 프론트 작업, 조향 작업 내지 주행을 위한 조작이 없다면 아이들 상태라고 판단하고, 오토 RPM을 아이들 RPM(약 800RPM)으로 떨어뜨려 최소한으로 엔진이 구동되도록 한다.

상기와 같이 작업 상태 유무에 따라 작업 아이들 RPM에서 오토 아이들 RPM으 로 전환되고, 아이들 상태 유무에 따라 오토 아이들 RPM에서 아이들 RPM으로 엔진이 구동된다.

최근 들어 고유가 시대로 접어들면서 건설장비의 연비를 좋게 하기 위한 요구가 점점 더 발생하고 있다.

이에 따라 작업 상태 유무와, 아이들 상태 유무뿐 아니라, 아이들 상태에서도 오랫동안 아이들 상태가 유지된다면 좀 더 RPM을 낮추어 연비 효과를 증대시키기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 건설장비의 아이들 상태가 소정 시간 지속될 시 아이들 RPM을 더 낮추어 엔진을 제어할 수 있도록 하여 연비를 좋게 하기 위한 건설장비의 아이들 상태에서 엔진 회전수 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 바를 달성하기 위한 본 발명은, 건설장비의 아이들 상태에서 엔진 회전수(RPM: Revolution Per Minute) 제어 장치에 있어서, 건설장비의 작업 및 주행을 감지하기 위한 복수개의 센서들을 구비하는 센서부와, 엔진 구동 제어 신호에 따라 엔진을 구동시키는 엔진 제어부와, 현재 상태가 아이들 상태이면 상기 엔진 제어부를 통해 상기 엔진을 제1 아이들 RPM으로 구동시키도록 제어하고, 소정 시간 동안 상기 센서부로부터 작업 또는 주행 감지 신호가 인가되는지 검사한 후 작업 또는 주행 감지 신호가 인가되지 않으면 상기 엔진 제어부를 통해 상기 엔진을 상기 제1 아이들 RPM보다 낮은 제2 아이들 RPM으로 구동시키도록 제어하는 장비 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 일례에 따라 상기 장비 제어부는, 상기 제2 아이들 RPM으로 엔진을 구동하는 중 상기 센서부로부터 작업 또는 주행 감지 신호가 인가되면, 상기 제2 아이들 RPM을 상기 제1 아이들 RPM으로 복귀시켜 상기 엔진 제어부를 통해 상기 제1 아이들 RPM으로 상기 엔진을 구동시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 건설장비의 아이들 상태에서 엔진 회전수(RPM: Revolution Per Minute)를 제어하기 위한 방법에 있어서, 아이들 상태로 진입하면 제1 아이들 RPM으로 엔진을 구동시키는 과정과, 제1 아이들 RPM으로 엔진을 구동하는 중 소정 시간 동안 작업 또는 주행을 위한 조작이 있는지 검사하는 과정과, 상기 검사결과 소정 시간 동안 작업 또는 주행을 위한 조작이 없으면 제1 아이들 RPM을 제2 아이들 RPM으로 낮추어 엔진을 구동시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 일예에 따라 제2 아이들 RPM으로 엔진을 구동하는 중 작업 또는 주행을 위한 조작이 있는지 검사하는 과정과, 작업 또는 주행을 위한 조작이 있으면, 상기 제2 아이들 RPM을 상기 제1 아이들 RPM으로 복귀시킨 후 조작에 대응되는 작업을 진행시키면서 기 설정된 목표 RPM으로 상승되는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 일례에 따라 상기 제 1 아이들 RPM에서 기 설정된 목표 RPM으로 상승되는 RPM 상승속도는 상기 제 2 아이들 RPM에서 상기 제 1 아이들 RPM으로 상승되는 속도보다 빠른 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 따르면, 종래와 같이 작업이 없는 아이들 상태에서는 미리 설정된 아이들 RPM으로만 엔진이 회전하도록 제어하지 않고, 아이들 상태가 소정 시간 계속 지속되는 휴지 시간에는 아이들 RPM을 더 낮추도록 제어한다.

이와 같이 함으로써 연비를 더 좋게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하 여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따라 아이들 RPM을 제어하기 위한 건설장비의 구성에 대하여 살펴보도록 한다.

본 발명에 따른 건설장비는 장비 제어부(100), 프론트 작업 감지 센서(102), 조향 작업 감지 센서(104), 페달 조작 감지 센서(106), 엔진 제어부(108), 표시부(110)를 포함한다. 본 발명의 실시 예에서는 건설장비들 중 휠로더에서 아이들 RPM을 제어하는 경우를 실시 예로 하여 설명하도록 한다.

프론트 작업 감지 센서(102)는 프론트 작업 여부를 감지하는 센서로, 프론트 작업을 위한 각 엑추에이터 신호가 감지되면 프론트 작업 감지신호를 장비 제어부(100)로 출력한다. 여기서, 프론트 작업이라 함은 예를들어, 휠로더의 경우 버켓, 붐을 구동시키는 작업과 같은 경우를 프론트 작업이라 한다.

조향 작업 감지 센서(104)는 조향 여부를 감지하는 센서로, 조향 작업 감지신호를 장비 제어부(100)로 출력한다.

페달 조작 감지 센서(106)는 페달 조작 여부를 감지하는 센서로, 페달 작업이 감지되면 페달 작업 감지신호를 장비 제어부(100)로 출력한다.

상기의 프론트 작업 감지 센서(102), 조향 작업 감지 센서(104), 페달 조작 감지 센서(106)는 건설장비의 작업 및 주행을 감지하기 위한 센서부이다.

엔진 제어부(ECU: Electronic Control Unit)(108)는 장비 제어부(100)로부터 입력되는 엔진 구동 제어 신호에 따라 엔진을 구동시킨다.

표시부(110)는 건설장비의 동작상태를 표시하기 위한 구성으로, 컨트롤 판넬로 구성될 수 있다. 이러한 표시부(104)는 장비 제어부(100)의 제어에 따른 소정 동작상태를 표시한다.

장비 제어부(100)는 아이들 상태에서 아이들 RPM이 미리 설정된 시간 동안 지속될 시 로우 아이들 RPM으로 낮추도록 제어한다. 본 발명의 실시 예에서는 아이들 RPM은 800으로 설정되어 있고, 로우 아이들 RPM은 600으로 설정되어 있다고 가정한다. 하지만, 아이들 RPM과 로우 아이들 RPM은 장비의 작업 성향에 따라 다른 값으로 설정될 수 있음은 물론이다.

이와 같은 본 발명에 따른 장비 제어부(100)의 제어에 따라 아이들 상태가 소정시간 지속될 시 아이들 RPM을 제어하는 과정에 대하여 도 2의 흐름도를 참조하여 살펴보도록 한다.

도 2를 참조하면, 현재 장비의 상태가 시동이 켜진 후 소정 시간 동안 작업이 없는 아이들 상태라고 가정하고, 장비 제어부(100)는 현재 상태가 아이들 상태이면 미리 설정된 아이들 RPM인 800RPM으로 엔진 제어부(108)를 통해 엔진이 구동되도록 한다.

200단계에서 아이들 RPM인 800RPM으로 엔진이 구동되면 202단계로 진행하여 장비 제어부(100)는 타이머를 구동시킨다. 이때, 타이머는 별도로 구비할 수도 있고, 장비 제어부(100) 내에 포함될 수도 있다. 본 발명의 실시 예에서는 장비 제어부(100) 내에 포함되는 것으로 설명한다. 또한, 타이머 구동만료시간은 아이들 RPM이 지속되는 시간을 검사하기 위한 시간으로 본 발명의 도 2의 실시 예에서는 4초로 가정하고 설명한다.

타이머 구동 중 204단계로 진행하면, 장비 제어부(100)는 프론트 작업 감지 센서(102), 조향 감지 센서(104), 페달 조작 감지 센서(106) 중 적어도 하나로부터 프론트 및 조향 작업 또는 페달 조작 신호가 입력되는지를 검사한다.

204단계 검사결과 만약 프론트 및 조향 작업 또는 페달 조작 중 하나의 작업이라도 감지되면, 214단계로 진행하여 해당 작업을 수행한다.

204단계 검사 결과 타이머 구동 중 프론트 및 조향 작업 또는 페달 조작 중 하나의 작업이라도 감지되지 않으면 206단계로 진행하여 타이머 구동시간이 4초가 되는지 검사한다.

만약, 타이머 구동이 만료되면 208단계로 진행하고 그렇지 않으면 계속하여 타이머를 구동시키면서 프론트 및 조향 작업 또는 페달 조작 신호가 입력되는지를 검사한다.

206단계에서 208단계로 진행하면, 장비 제어부(100)는 현재 아이들 RPM을 로우 아이들 RPM인 600RPM으로 낮추고, 엔진 제어부(108)로 로우 아이들 RPM으로 엔진이 구동되도록 엔진 구동 신호를 전송한다.

이후, 210단계에서 장비 제어부(100)는 로우 아이들 RPM으로 엔진을 구동하 는 중 프론트 및 조향 작업 또는 페달 조작이 있는지 검사한다.

만약, 프론트 및 조향 작업 또는 페달 조작이 있으면, 212단계로 진행하여 로우 아이들 RPM인 600RPM을 800RPM으로 복귀시켜 엔진 제어부(108)로 800 RPM으로 엔진이 구동되도록 엔진 구동 신호를 전송한다. 이렇게 RPM을 먼저 상승시키는 이유는 본 실시예에서 설정된 로우 아이들 RPM은 엔진의 구동시 통상적으로 안정화된 상태로 대기하는 RPM(아이들 RPM)보다 낮은 불안정 영역이기 때문이다. 이러한 불안정 영역에서는 아주 작은 부하가 적용되는 경우, 예를 들면 급격하게 엔진에 연료가 공급되는 경우라도 곧바로 엔진이 스톨(stall)된다. 이에 따라, RPM을 먼저 상승시키게 되며, RPM 상승도 아이들 RPM 보다 높은 대역에서보다 천천히 이루어지게 되고, 아이들 RPM으로 상승하기 전까지는 운전자의 조작에 대응되는 작업장치들이 모두 대기상태에 있게 된다. 즉, RPM 상승을 위해 운전자가 가속페달을 조작하더라도 조작량에 대해 현격하게 낮은 상승속도로 RPM이 상승되는 것이다.

이후, 214단계로 진행하여 장비 제어부(100)는 요구된 해당 작업을 수행하면서 요구되는 RPM으로 상승되도록 제어한다. 이러한 작업은 안정적인 영역인 아이들 RPM에서부터 RPM이 상승되기 때문에, RPM 상승속도는 로우 아이들 RPM에서 아이들 RPM으로 상승하는 속도보다 빠르게 이루어질 수 있음은 물론이다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에서는 건설장비들 중 휠로더에서 아이들 RPM을 제어하는 경우를 실시 예로 하여 설명하였지만, 굴삭기와 같은 다른 건설장비에서도 미리 설정된 시간동안 별도의 작업 또는 주행을 위한 별도의 조작없이 아이들 RPM이 유지된다면 로우 아이들 RPM으로 저감시키는 상기와 같은 방법을 적용할 수 있을 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 아이들 RPM을 제어하기 위한 건설장비의 내부 구성도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 아이들 상태가 소정시간 지속될 시 아이들 RPM을 제어하는 과정을 나타내는 흐름도.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

100 : 장비 제어부 102: 프론트 작업 감지 센서

104 : 조향 작업 감지 센서 106 : 페달 조작 감지 센서

108: 엔진 제어부 110: 표시부

Claims (5)

1. 건설장비의 아이들 상태에서 엔진 회전수(RPM: Revolution Per Minute) 제어 장치에 있어서,

   건설장비의 작업 및 주행을 감지하기 위한 복수개의 센서들을 구비하는 센서부와,

   엔진 구동 제어 신호에 따라 엔진을 구동시키는 엔진 제어부와,

   현재 상태가 아이들 상태이면 상기 엔진 제어부를 통해 상기 엔진을 제1 아이들 RPM으로 구동시키도록 제어하고, 소정 시간 동안 상기 센서부로부터 작업 또는 주행 감지 신호가 인가되는지 검사한 후 작업 또는 주행 감지 신호가 인가되지 않으면 상기 엔진 제어부를 통해 상기 엔진을 상기 제1 아이들 RPM보다 낮은 제2 아이들 RPM으로 구동시키도록 제어하며, 상기 제2 아이들 RPM으로 상기 엔진을 구동하는 중 상기 센서부로부터 작업 또는 주행 감지 신호가 인가되면 상기 엔진 제어부를 통해 상기 엔진을 상기 제1 아이들 RPM으로 구동시킨 후 상기 센서부로부터 인가된 작업 또는 주행 감지 신호에 대응되는 작업을 진행시키면서 상기 엔진 제어부를 통해 상기 엔진을 기 설정된 목표 RPM으로 구동시키도록 제어하는 장비 제어부를 포함하며,

   상기 제1 아이들 RPM은 상기 엔진이 구동되는 RPM 영역 중에서 가장 적은 RPM 값이고, 상기 제2 아이들 RPM은 상기 엔진의 구동 시 불안정 영역에 속하는 RPM 값으로서 상기 제1 아이들 RPM 보다 낮은 RPM 값이며,

   상기 제1 아이들 RPM에서 상기 기 설정된 목표 RPM으로 상승되는 속도는 상기 제2 아이들 RPM에서 상기 제1 아이들 RPM으로 상승되는 속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 건설장비의 아이들 상태에서 엔진 회전수 제어 장치.
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3. 건설장비의 아이들 상태에서 엔진 회전수(RPM: Revolution Per Minute)를 제어하기 위한 방법에 있어서,

   아이들 상태로 진입하면 제1 아이들 RPM으로 엔진을 구동시키는 과정과,

   상기 제1 아이들 RPM으로 상기 엔진을 구동하는 중 소정 시간 동안 작업 또는 주행을 위한 조작이 있는지 검사하는 과정과,

   상기 검사결과 소정 시간 동안 작업 또는 주행을 위한 조작이 없으면 상기 제1 아이들 RPM을 제2 아이들 RPM으로 낮추어 상기 엔진을 구동시키는 과정과,

   상기 제2 아이들 RPM으로 상기 엔진을 구동하는 중 작업 또는 주행을 위한 조작이 있으면, 상기 제1 아이들 RPM으로 상기 엔진을 구동시킨 후 조작에 대응되는 작업을 진행시키면서 기 설정된 목표 RPM으로 상승시키는 과정을 포함하며,

   상기 제1 아이들 RPM은 상기 엔진이 구동되는 RPM 영역 중에서 가장 적은 RPM 값이고, 상기 제2 아이들 RPM은 상기 엔진의 구동 시 불안정 영역에 속하는 RPM 값으로서 상기 제1 아이들 RPM 보다 낮은 RPM 값이며,

   상기 제1 아이들 RPM에서 상기 기 설정된 목표 RPM으로 상승되는 속도는 상기 제2 아이들 RPM에서 상기 제1 아이들 RPM으로 상승되는 속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 건설장비의 아이들 상태에서 엔진 회전수 제어 방법.
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